高性能溷凝土配合比设计.pdf

高性能混凝土配合比设计 适用范围：全国 80%地区的高性能混凝土配合比设计，设计理念同样适用于普通混凝土配 合比设计 采用标准：试验过程中的基本试验方法 限制规定：主要是铁建设【2005】160 号的耐久性限定数值 一、综述 现行配合比设计着重考虑了混凝土的工作性、强度、耐久性，只是兼顾经济性，实质经 济性是企业最关心的， 但没有人敢去或者没有这个水平去把握这个经济性， 现在我就要去解 决混凝土经济性问题 二、设计理念 设计考虑首先保证应用性，这是做设计的第一前提，并不是省钱了而忽略了工作性、 降 低了、保证不了耐久性工作性、强度、耐久性、经济性在同一起跑线，只不过兼顾的顺序 不同研究混凝土的顺序是工作性，然后是经济性和强度，最后是耐久性 本配合比设计理论基础是体积增量模型和配合比成本理论 体积增量模型是初始配合比设计是由胶凝材料、 砂、 碎石和胶凝材料水化用水量组成密 实结合体，再加入满足工作性用水、混凝土内含气量和减水剂，使之成为单位方量混凝土 建立体积增量模型目的是确保混凝土是密实体，向混凝土中加入浆体而不改变混凝土密实 性用水量是整个配合比设计的灵魂，总用水量不是按体积计算得到确定值，总用水量的确 定是根据配合比设计本身的需要和当地实际环境决定， 总用水量包括两部分含意， 一部分是 胶凝材料水化用水，即最小用水量；另一部分是蒸发水、吸附水、自由水，这两部分水都作 为满足混凝土工作性用水， 所以本设计对用水量的定义是相对固定值， 释放用水量是通过计 算得到确定值的束缚，解决减水剂掺量经济性的问题，同时也是配合比成本理论的基础。

配合比成本理论包括胶凝材料本身掺量比例设计和减胶比的确定， 下面我们将对二者的设计 详细进行讲述 三、试验过程 一般是根据经验计算初始配合比， 把设计的大框勾画出来 初始配合比只保证一点即可， 那就是工作性满足设计要求，这个很简单也是基本然后是经济性和强度，为什么把经济性 和强度放在一起呢？目的就是把经济性和强度进行同等运算， 没有经过线性回归的设计不可 能经济， 至于强度设计值到底是多少暂时不作考虑， 这里的强度只是说明强度的高低决定混 凝土的经济性， 这个强度并不作为最终强度的设计值 那么经济性怎么去把握？让谁去跟强 度进行同等运算？ 大家再回到混凝土上考虑一下，对于混凝土材料来说，决定混凝土经济命脉的就两种， 一是水泥二是减水剂，二者微量变化都会影响混凝土成本，这个很容易理解，那么我们就研 究他们两个对混凝土经济性的影响，记住大前提：保证混凝土工作性ok，那我们就重点说 说这两种材料怎么跟强度扯上关系 水泥对混凝土经济性的影响： 研究水泥就是研究胶凝材料， 研究胶凝材料就是研究矿物掺合料掺量， 这样我们只做一 项小试验即可把胶凝材料的经济性搞出来 那就是按照检测水泥 28 天强度的试验方法进行，试验方法用它，但还要掺入一定量的 矿物掺合料，这个一定量就是设计水泥和掺合料的比例，初始水泥+矿物掺合料总重 450g， 把这个成本算出来，再改变掺量比例，但要保证这个成本，一般矿物掺合料用量设计值从 15%至 50%，里面多种矿物掺合料的话那就按不同比例来，每次试验的时候水要有增减， 保 证胶砂的扩展度，其实是在保证混凝土具有同样的工作性，试件成型以后检测 28 天和 56 天强度， 根据设计龄期要求选择强度最高的作为最好的矿物掺合料掺量， 不知道大家理解设 计意图没有。

你们可能担心在试验中用水量没办法控制， 但水泥和矿物掺合料的物理及化学 性能在搅拌过程中是死的， 这就决定了它们的需水量比具有确定性， 根据需水量比完全可以 计算出他们用水量试验简单但麻烦，没有捷径可以走，毕竟配合比设计是一门试验科学， 理论结合实际 大家会想到这个设计跟正交试验有点相似，但绝非如此，区别很大，这项小试验就是本 创作的第一个创新我们来比较一下正交设计，正交设计是不改变胶凝材料总量，调整矿物 掺合料掺量，试验本身很成功，成本可想而知是降低，但降低到终值没有？没办法衡量， 我 再正交试验比他设计的还要低，再设计还要低，无穷尽的设计无穷尽的低，如果不把成本作 为参数引入到设计中很难说明问题， 而本设计做到了胶凝材料掺量最佳， 就是在保证胶砂的 工作性，成本作为定值，胶材总量通过增减变化，得出不同的强度，成本一样，强度最高的 我就选择它的掺量，大家这时候考虑耐久性了，跟你说完全没必要，我论证了这个掺量的可 行性，绝对不是单掺粉煤灰是 30%最佳，还有双掺绝对不是矿粉 20%和粉煤灰 10%，用我 的数值耐久性也绝对没有问题，在这里就不说我的数据了，敬请谅解，毕竟这份创作还没画 上圆满的句号。

减水剂对混凝土经济性的影响： 研究减水剂也很简单， 这时候就要用初始配合比了， 也用上一步得出的矿物掺合料掺量， 仍然不考虑设计强度值还是成本不变，调整胶凝材料和减水剂比例的关系，设计出 5 至 6 个配合比即可， 怎么保证混凝土工作性？用水来调整混凝土工作性， 用水量最高限制每立方 米混凝土不超过 200kg，这个有学者对高性能混凝土用水量论证过，直接应用，一般我们设 计也达不到这个数减水剂的最佳掺量就出来了 这样我们保证了混凝土工作性， 成本还相同， 得到的混凝土强度是不一样的， 水胶比肯定也不一样 说到这我插入一个概念， 就是减胶比， 水胶比大家都知道是什么，减胶比也一样，减水剂与胶凝材料的比值，也就是大家常说的减 水剂相对于胶凝材料的掺量， 这时候根据得到的不同水胶比， 对应的不同减胶比进行线性回 归，水胶比作为 X 值，减胶比作为 Y 值，回归方程肯定得出水胶比的最小值，对应的减胶 比就是我们追寻的， 为什么这么说？在胶凝材料的内部掺量比例不变的情况下， 水胶比最小 强度最高，成本又一样，从而得出减水剂最佳掺量 减水剂最佳掺量设计是本创作的第二创新点，真的很妙的设计，我都佩服我自己，给我 三天时间， 再配上四个劳动力我就能解决减水剂最佳掺量的问题， 问世间谁能做到？这个可 是大大降低混凝土成本的关键，你们不用担心耐久性，我仍然论证过这一结论，可靠+实用， 再也可以借助于铁建设【2005】160 号中最小胶凝材料规定的限制和水胶比最小的限制，绝 对在规范范围内，也同样论证了规范也是有道理的。

咱们再说说陈建奎教授的全计算法设计的配合比，他老人家的设计只限于科学研究， 应 用价值几乎为零，我这样评价毫不为过，如果采用这个设计应用到施工愚蠢至极，再辉煌的 企业在混凝土上也亏大了，怎么可能用水量就固定死了，企业怎么赢利，高标号混凝土用水 量才多少！很明显用水量可以做调整 四、设计步骤 胶材内部最佳掺量解决了，减水剂掺量解决了，同样用水量也解决了，就差砂、石料用 量和要达到设计强度了，一切准备工作已经就绪，砂石料用量满足施工工艺要求即可，泵送 咱就选 40%砂率，直接灌注咱就根据体积密实原理计算一下最小砂率至于达到强度值那 就还得进一步做几个配合比，胶材梯度增长，用水量稍作调整，以满足同一工作性，总结出 强度随胶材增长的变化规律， 实质上这项工作就是在新建一个包罗密公式， 原来的公式已不 再适用，我总结出来的公式也不再这里公布了，这又是一创作亮点，很简单的试验，很容易 操作，由得到公式，用设计强度可以准确求出胶材用量，这样配合比设计终结 以上若有冒犯之处敬请见谅，属实无心，只想更好的说明问题，2011 年 1 月 12 日晚（若没 特殊事我肯定恭候）欢迎批判指正，此致。